EP2929168B1 - Procédé de coupure sélective de l'injection d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique et véhicule automobile correspondant - Google Patents

Procédé de coupure sélective de l'injection d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique et véhicule automobile correspondant Download PDF

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EP2929168B1
EP2929168B1 EP13803158.8A EP13803158A EP2929168B1 EP 2929168 B1 EP2929168 B1 EP 2929168B1 EP 13803158 A EP13803158 A EP 13803158A EP 2929168 B1 EP2929168 B1 EP 2929168B1
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EP
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injection
cylinders
cut
torque
engine
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Juliette CHARLES
Mathieu THOMAS
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Stellantis Auto SAS
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PSA Automobiles SA
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Publication date
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    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
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    • F02D2200/1002—Output torque
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    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/22—Control of the engine output torque by keeping a torque reserve, i.e. with temporarily reduced drive train or engine efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for selectively cutting off the injection of one or more cylinders of a thermal engine as well as to the corresponding motor vehicle.
  • the invention applies to the field of command control of motor vehicles equipped with a spark-ignition thermal powertrain (GMP) with a gearbox of the manual (BVM), automated (BVA), piloted (BVMP) type. ) or dual clutch (DCT).
  • GMP spark-ignition thermal powertrain
  • BVM manual
  • BVA automated
  • BVMP piloted
  • DCT dual clutch
  • a vehicle equipped with a controlled-ignition thermal powertrain operating for example on gasoline is in a manner known per se equipped with a supervisor making it possible to choose the operating points of the components of the vehicle, in particular of the thermal engine, in order to respect the driver's wishes in terms of torque required.
  • the ignition advance (AA) defines the angle of rotation which separates the instant of spark from top dead center.
  • the ignition advance is adapted according to the engine parameters.
  • the ignition advance is limited by engine constraints.
  • the advance is too large, the spark occurs too soon, the propagation of the flame front is slower because the density of the fuel is insufficient. Combustion is not complete at the time of passing top dead center, so that the part of the unburned fuel reaches its self-ignition threshold at the time of compression along the walls, which causes the knocking phenomenon.
  • the engine then does not work optimally and its acceleration is weak.
  • the torque produced by the engine to respond to the torque desired by the driver depends on the quantity of fuel injected, the quantity of air present in the combustion chamber, and the ignition time to trigger combustion. For a given quantity of air and for a quantity of fuel injected, we find the torque profile produced by the engine as a function of the ignition advance shown on the figure 1 . Thus at iso consumption (in air and in fuel), the engine will provide maximum torque at its optimum advance, so that its efficiency will be maximum.
  • the invention thus makes it possible to improve driving pleasure and the performance of the vehicle, in particular during phases of very low torque settings.
  • an optimization of the number of cylinders used to generate the requested torque makes it possible to reduce consumption, the injection of fuel into the non-useful cylinders being saved.
  • the fact of cutting off the injection on certain cylinders makes it possible to overcome the problems linked to mechanical malfunctions or problems linked to the limits of the engine control, such as knocking, or the monitoring of low torque setpoints.
  • the method comprises the step of reducing the ignition advance until the advance limit is reached. ignition then to increase the ignition advance after the injection of a cylinder has been cut off so as to compensate for a loss of torque due to the cutoff of the injection of said cylinder in order to then decrease the advance again ignition to the ignition advance limit.
  • the maximum number of cylinders whose injection is authorized to be cut off is limited to the number of cylinders of the heat engine minus one.
  • the order of priority is assigned in ascending order to the driving pleasure module, to the emergency braking management module and to the gearbox management module.
  • the threshold value of the engine speed is of the order of 1500 revolutions/min.
  • the threshold value of the setpoint torque is of the order of 30 N.m.
  • the invention also relates to a motor vehicle according to claim 8.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the modules of a torque control management system of a heat engine according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the modules ensuring the determination of the maximum number of cylinders whose injection is authorized to be cut off;
  • FIG 4 shows a diagram of the evolution as a function of time of various parameters of the engine including the activation state of the cylinders during the implementation of the method according to the invention during monitoring of a setpoint torque.
  • FIG. 2 presents a system 1 for managing the torque control of a spark-ignition heat engine integrated into an engine computer.
  • This system 1 includes a module 2 for interpreting the driver's wishes.
  • This module 2 is able to determine the setpoint torque Ce from the engine speed Wm, from a gear ratio R engaged, and from a position P of the accelerator pedal actuated by the driver in order to transcribe the driver's will to accelerate.
  • Cf of engine losses is the torque required by the engine to move the vehicle, taking into account in particular the engine friction as well as the losses linked to the accessories, such as the alternator.
  • a module 4 handles the management of the emergency braking torque requirements to ensure in particular the anti-skid of the vehicle.
  • a module 5 manages the torque requirements linked to the limitations of the vehicle's gearbox.
  • a module 6 ensures the management of the selective cut-off of the cylinders, that is to say an injection cut-off on a certain number of cylinders of the engine from information relating to the number of cylinders whose injection is authorized to be cut from the different modules 3 to 5.
  • the driving pleasure module 3 determines a number N1 of cylinders the injection of which is authorized to be cut off in a report established according to the engine speed Wm and a maximum torque Cmax achievable by the internal combustion engine.
  • the emergency braking management module 4 determines by calibration a number N2 of cylinders whose injection is authorized to be cut according to the engine load Ch and the engine speed Wm. Indeed, the more the engine is loaded, less it will be possible to cut cylinders in order to be able to carry out this load. It will not be possible to request a heavy load on a single cylinder, for example.
  • the gearbox management module 5 determines by calibration the number N3 of cylinders the injection of which is authorized to be cut off in gear change and in speed regulation.
  • the module 6 then ensures, via a module 6.1, the synthesis of the selective cut-off requests according to a level of priority assigned to the modules 3-5 to determine a number N′ of cylinders whose injection is authorized to be cut . If necessary, this number N′ may be limited by the module 6.2 in order to determine a number Nmax of cylinders whose injection is authorized to be cut equal to the maximum of the number of cylinders of the engine less one. Indeed, at least one cylinder must be in working order otherwise the engine is stopped and the cut is then no longer selective but total.
  • the driving pleasure module 3 authorizes the injection cut-off of two cylinders while the gearbox management module 5 authorizes the injection cut-off of a single cylinder, then only the injection cut-off of a single cylinder will be authorised. Thanks to this strategy, it is possible to manage the situations of life of the vehicle requiring the cut of the injection as well as the number of cylinders to be cut without risking to degrade mechanical elements or the behavior of the vehicle vis-à-vis the braking of emergency or driving pleasure.
  • Module 6 sends a signal corresponding to the maximum number of cylinders Nmax whose injection is authorized to be cut off to an injection management module 7 belonging to the engine stratum (cf. figure 2 ).
  • the module 6 also ensures the transmission of a second signal SA corresponding to the management of the activation and deactivation of the injection cut-offs of the cylinders according to the setpoint monitoring needs and the needs linked to safety. Priority is given to safety needs, the aim being to protect the operation of the engine and of the vehicle, as well as its occupants. Thus, the selective cut-off of one or more cylinders is activated when a security problem is detected in order to avoid damaging elements of the traction chain.
  • These safety problems may consist of the appearance of the knocking phenomenon, a malfunction of a dual mass flywheel associated with the crankshaft, or an injection fault.
  • An injection fault will for example be detected by the engine computer when an engine torque corresponding to a quantity of fuel, however sent to the injectors, is not produced by the engine. In this case, provision is made to cut the cylinder whose injection is faulty.
  • the malfunction of the dual damping flywheel is detected when, although it is activated, the dual damping flywheel fails to compensate for oscillations in the engine speed.
  • the deactivation of the selective cut-off of a cylinder is carried out according to the evolution of the set torque Ce and therefore of the evolution of the will of the driver via the pedal. Indeed, if the setpoint torque Ce increases, then it is no longer necessary to cut off the injection of cylinders.
  • the deactivation of the selective cut is carried out according to the evolution of the torque requirements of the module 4 for managing the emergency braking and of the module 5 for managing the gearbox.
  • the setpoint torque Ce decreases while the previously defined cut-off criteria are respected.
  • the ignition advance AA decreases until it reaches its minimum limit AAmin.
  • the engine torque Cm then decreases to the torque CAAmin which can be reached by modifying the ignition advance.
  • the minimum limit of the ignition advance AAmin is defined by the constraints of the engine and therefore cannot be modified.
  • the injection of a cylinder is cut off to reduce the minimum achievable engine torque CAAmin. This reduction in minimum torque makes it possible to raise the ignition advance. Indeed, this increase in the ignition advance AA is such that it makes it possible to compensate for the loss of torque and therefore the drop in the setpoint efficiency ⁇ cons following the cutoff of the injection of the cylinder.
  • the ignition advance AA can then decrease again until it once again reaches its minimum limit AAmin.
  • the injection of one cylinder will then be cut off again, which will make it possible to increase the ignition advance AA.
  • these steps are repeated as many times as there are cylinders whose injection is allowed to be cut off. The more the injection of cylinders is cut off, the lower the torque Cm produced may be.
  • phase P2 the maximum number Nmax of cylinders whose injection is authorized to be cut is reached. Given that the setpoint torque Ce is greater than the minimum torque that can be reached CAAmin in a configuration of operation of the one-cylinder engine, the engine torque Cm can still follow the torque setpoint Cc.
  • phase P3 the setpoint torque Ce continues to decrease below the torque CAAmin. However, it is no longer possible to follow the set torque Ce given that it is not possible to cut the injection of an additional cylinder and that the ignition advance AA is limited by its terminal minimum AAmin. The efficiency ⁇ cons drops. This life situation is dangerous in that the catalyst deteriorates if the ignition advance AA is maintained for too long a time at its minimum. As soon as the torque setpoint Ce returns above the minimum attainable CAAmin, the motor torque Cm can then again follow the setpoint torque Ce so that the efficiency ⁇ cons increases.
  • phase P4 unlike phase P1, when the setpoint torque Ce increases, injection is again authorized in the cylinders whose injection was previously cut off. After each activation, the torque CAAmin corresponding to the minimum ignition advance limit increases, so that it is possible to decrease the ignition advance AA to compensate for the increase in torque and therefore the drop in the target efficiency due to the additional cylinder. It is then possible to gradually increase the ignition advance AA to follow the torque setpoint Ce up to the new torque CAAmin that can be achieved with an additional cylinder. When all the cylinders are activated, it will be possible to modify only the ignition advance AA to follow the increase in the setpoint torque Cc.
  • the injection of one or more cylinders may be cut off before the ignition advance AA reaches the expected levels. during setpoint tracking.
  • the emergency braking management module 4 such as an ESP system (acronym for "Electronic Stability Program")
  • the maximum number of cylinders Nmax whose injection is authorized to be cut is determined solely from the values returned by module 2 driving pleasure and the gearbox management module 5.
  • the threshold values V1 and V2 can be adapted according to the application.

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Description

  • L'invention porte sur un procédé de coupure sélective de l'injection d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique ainsi que sur le véhicule automobile correspondant.
  • L'invention s'applique au domaine du contrôle de commande des véhicules automobiles équipés d'un Groupe Moto-Propulseur (GMP) thermique à allumage commandé avec une boîte de vitesses de type manuelle (BVM), automatisée (BVA), pilotée (BVMP) ou à double embrayage (DCT).
  • Un véhicule équipé d'un groupe moto-propulseur thermique à allumage commandé fonctionnant par exemple à l'essence est de façon connue en soi équipé d'un superviseur permettant de choisir les points de fonctionnement des organes du véhicule, en particulier du moteur thermique, afin de respecter la volonté du conducteur en termes de couple demandé.
  • Dans chaque cylindre du moteur, il est nécessaire de déclencher l'étincelle de l'allumage avant que le piston n'atteigne le point mort haut (PMH) afin que la combustion du mélange air/essence soit complètement effectuée au moment du passage du point mort haut (PMH). Ainsi, l'avance à l'allumage (AA) définit l'angle de rotation qui sépare l'instant d'étincelle du point mort haut.
  • Etant donné que les conditions de fonctionnement du moteur varient en permanence, l'avance à l'allumage est adaptée en fonction des paramètres du moteur. Cependant, l'avance à l'allumage est limitée par des contraintes du moteur. Ainsi, lorsque l'avance est trop importante, l'étincelle se produit trop tôt, la propagation du front de flamme est plus lente car la densité du combustible est insuffisante. La combustion n'est pas terminée au moment du passage du point mort haut, de sorte que la partie du combustible non brûlée atteint son seuil auto-inflammation au moment de la compression le long des parois, ce qui provoque le phénomène de cliquetis. Le moteur ne fonctionne alors pas de manière optimale et son accélération est faible. A l'inverse du cliquetis, il est nécessaire de limiter l'avance à l'allumage par une borne minimale afin d'éviter les ratés de combustion ainsi que la rupture d'éléments mécaniques comme l'échappement ou le catalyseur. Une telle limitation de l'avance à l'allumage garantit ainsi l'inflammation du mélange.
  • Le couple réalisé par le moteur pour répondre au couple voulu par le conducteur dépend de la quantité de carburant injecté, de la quantité d'air présent dans la chambre de combustion, et du temps d'allumage pour déclencher la combustion. Pour une quantité d'air donné et pour une quantité de carburant injecté, on retrouve le profil de couple réalisé par le moteur en fonction de l'avance à l'allumage montré sur la figure 1. Ainsi à iso consommation (en air et en carburant), le moteur fournira un couple maximal sur son avance optimale, de sorte que son rendement sera maximal.
  • Pour augmenter ou diminuer le couple du moteur, on peut opter pour une stratégie de modification de l'avance à l'allumage qui présente l'intérêt d'avoir un impact instantané sur le couple moteur et donc une dynamique très rapide. Alternativement, il est possible de prévoir une stratégie de modification de la quantité d'air via l'ouverture ou la fermeture de papillon ou l'utilisation du turbocompresseur. Toutefois, une telle stratégie présente une dynamique très lente. On choisit donc généralement de suivre une variation brutale de la volonté du conducteur par la modification de l'avance à l'allumage du fait de la dynamique lente de la boucle d'air.
  • Toutefois, dans des situations de vie où la demande de couple de consigne provenant de la volonté du conducteur est faible, il peut devenir difficile, voire impossible, de suivre cette consigne à cause de la limitation de l'avance à l'allumage par l'avance minimale. De plus, des problèmes sécuritaires sont susceptibles d'être engendrés en cas de défauts sur un injecteur qui fuit par exemple ou sur des pièces mécaniques telles que celles de l'échappement si l'avance à l'allumage présente trop longtemps une valeur correspondant à sa limite minimale ou maximale.
  • On connait encore le document DE4334864A1 correspondant au préambule de la revendication 1.
  • L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé de gestion d'un couple moteur par coupure sélective de l'injection d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique à allumage commandé, comportant l'étape de déterminer un nombre maximal de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée, caractérisé en ce que dès qu'au moins un problème sécuritaire est détecté parmi: l'atteinte d'une limite d'avance à l'injection, un défaut d'injection, ou un dysfonctionnement d'un double volant moteur, le procédé comporte en outre l'étape de réaliser une coupure de l'injection d'un des cylindres, cette étape de coupure de l'injection d'un des cylindres étant susceptible d'être répétée dans la limite du nombre maximal de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée, déterminé en fonction de besoins en couple d'un module d'agrément du véhicule, d'un module de gestion du freinage d'urgence et d'un module de gestion de la boîte de vitesses dans lequel :
    • le module d'agrément de conduite détermine en rapport établi un premier nombre de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en fonction d'un régime moteur et d'un couple maximum réalisable par le moteur,
    • le module de gestion du freinage d'urgence détermine par calibration un deuxième nombre de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en fonction de la charge et du régime moteur,
    • le module de gestion de la boîte de vitesses détermine par calibration un troisième nombre de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en changement de rapport et en régulation de régime du moteur thermique,
    • le nombre maximal de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée étant déterminé à partir des nombres de cylindres fournis par les différents modules en fonction d'un ordre de priorité attribué à ces différents modules.
  • L'invention permet ainsi d'améliorer l'agrément de conduite et la prestation du véhicule en particulier lors des phases de très faibles consignes de couple. En outre, une optimisation du nombre de cylindres utilisés pour générer le couple demandé permet de réduire la consommation, l'injection de carburant dans les cylindres non utiles étant économisée. On note également que le fait de couper l'injection sur certains cylindres permet de s'affranchir des problèmes liés à des dysfonctionnements mécaniques ou des problèmes liés aux limites du contrôle moteur, tels que le cliquetis, ou le suivi de faibles consignes de couple.
  • Selon une mise en oeuvre, dans le cadre d'un suivi d'une chute d'un couple de consigne, le procédé comporte l'étape de réduire l'avance à l'allumage jusqu'à atteindre la limite d'avance à l'allumage puis à augmenter l'avance à l'allumage après que l'injection d'un cylindre ait été coupée de manière à compenser une perte de couple due à la coupure de l'injection dudit cylindre pour ensuite diminuer de nouveau l'avance à l'allumage jusqu'à la limite d'avance à l'allumage.
  • Selon une mise en oeuvre, le nombre maximal de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée est limité au nombre de cylindres du moteur thermique moins un.
  • Selon une mise en oeuvre, l'ordre de priorité est attribué par ordre croissant au module d'agrément de conduite, au module de gestion du freinage d'urgence et au module de gestion de la boîte de vitesses.
  • Selon une mise en oeuvre, la coupure de l'injection d'un des cylindres est autorisée si des critères de coupure suivants sont vérifiés:
    • un régime moteur est supérieur à une valeur seuil,
    • un couple de consigne est inférieur à une valeur seuil, et
    • il a été détecté que le pied du conducteur est levé et que le couple moteur a rejoint un couple de pertes moteur.
  • Selon une mise en oeuvre, la valeur seuil du régime moteur est de l'ordre de 1500 tours/min.
  • Selon une mise en oeuvre, la valeur seuil du couple de consigne est de l'ordre de 30 N.m.
  • L'invention a également pour objet un véhicule automobile selon la revendication 8.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
  • La figure 1, déjà décrite, montre une représentation graphique du couple réalisé par le moteur en fonction de l'avance à l'allumage;
  • La figure 2 montre une représentation schématique des modules d'un système de gestion de la commande en couple d'un moteur thermique selon l'invention;
  • La figure 3 montre une représentation schématique des modules assurant la détermination du nombre maximal de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée;
  • La figure 4 montre un diagramme de l'évolution en fonction du temps de différents paramètres du moteur dont l'état d'activation des cylindres lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention lors d'un suivi d'un couple de consigne.
  • Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
  • La figure 2 présente un système 1 de gestion de la commande en couple d'un moteur thermique à allumage commandé intégré dans un calculateur moteur. Ce système 1 comporte un module 2 d'interprétation de la volonté du conducteur. Ce module 2 est apte à déterminer le couple de consigne Ce à partir du régime moteur Wm, d'un rapport de boîte de vitesses R engagé, et d'une position P de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur afin de retranscrire la volonté d'accélération du conducteur.
  • Un module 3 d'agrément assure un filtrage du couple de consigne Ce afin de limiter les à-coups ressentis. Ce module 3 assure ainsi la gestion en couple du véhicule en fonction des besoins relatifs à l'optimisation de l'agrément, du niveau du ressenti, du typage du véhicule voulu, et du suivi de la consigne de couple. Le module 3 tient compte des pertes du moteur de sorte que le couple d'agrément Ca est égal à la somme du couple préventif Cp issu d'un filtrage et d'un couple Cf de pertes moteur: Ca=Cp + Cf. Le couple Cf de pertes moteur est le couple nécessaire au moteur pour faire avancer le véhicule prenant notamment en compte les frottements moteur ainsi que les pertes liées aux accessoires, tels que l'alternateur.
  • Un module 4 assure la gestion des besoins en couple du freinage d'urgence pour assurer notamment l'anti-patinage du véhicule. Un module 5 assure la gestion des besoins en couple liés aux limitations de la boîte de vitesses du véhicule.
  • Un module 6 assure la gestion de la coupure sélective des cylindres, c'est-à-dire une coupure d'injection sur un certain nombre de cylindres du moteur à partir d'informations relatives au nombre de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée issues des différents modules 3 à 5.
  • Plus précisément, le module 3 d'agrément de conduite détermine un nombre N1 de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en rapport établi en fonction du régime moteur Wm et d'un couple maximum Cmax réalisable par le moteur thermique.
  • Le module 4 de gestion du freinage d'urgence détermine par calibration un nombre N2 de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en fonction de la charge du moteur Ch et du régime moteur Wm. En effet, plus le moteur est chargé, moins il sera possible de couper de cylindres afin de pouvoir réaliser cette charge. Il ne sera pas possible de demander une forte charge sur un seul cylindre par exemple.
  • Le module 5 de gestion de la boîte de vitesses détermine par calibration le nombre N3 de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en changement de rapport et en régulation de régime.
  • Comme cela ressort de la figure 3, le module 6 assure ensuite, via un module 6.1, la synthèse des demandes de coupure sélectives en fonction d'un niveau de priorité attribué aux modules 3-5 pour déterminer un nombre N' de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée. Le cas échéant, ce nombre N' pourra être limité par le module 6.2 afin de déterminer un nombre Nmax de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée égal au maximum au nombre de cylindres du moteur moins un. En effet, au moins un cylindre doit être en état de fonctionnement sinon le moteur est à l'arrêt et la coupure n'est alors plus sélective mais totale.
  • Ainsi, dans le cas où on privilégie les contraintes de sécurité plutôt que d'agrément, un ordre croissant de priorité est attribué au module 3 d'agrément de conduite, au module 4 de gestion du freinage d'urgence, et au module 5 de gestion de la boîte de vitesses.
  • A titre d'exemple, si le module 3 d'agrément de conduite autorise la coupure de l'injection de deux cylindres alors que le module 5 de gestion la boîte de vitesse autorise la coupure de l'injection d'un seul cylindre, alors seule la coupure d'injection d'un seul cylindre sera autorisée. Grâce à cette stratégie, on peut gérer les situations de vie du véhicule nécessitant la coupure de l'injection ainsi que le nombre de cylindres à couper sans risquer de dégrader des éléments mécaniques ou le comportement du véhicule vis-à-vis du freinage d'urgence ou de l'agrément de conduite.
  • Le module 6 émet un signal correspondant au nombre maximal de cylindres Nmax dont l'injection est autorisée à être coupée à destination d'un module 7 de gestion de l'injection appartenant à la strate moteur (cf. figure 2).
  • Le module 6 assure également l'émission d'un deuxième signal SA correspondant à la gestion de l'activation et de la désactivation des coupures d'injection des cylindres selon les besoins de suivi de consigne et les besoins liés à la sécurité. La priorité est donnée aux besoins sécuritaires, le but étant de protéger le fonctionnement du moteur et du véhicule, ainsi que ses occupants. Ainsi, on active la coupure sélective d'un ou plusieurs cylindres lors de la détection de problème sécuritaires afin d'éviter d'endommager des éléments de la chaîne de traction.
  • Ces problèmes sécuritaires peuvent consister en l'apparition du phénomène de cliquetis, un dysfonctionnement d'un double volant amortisseur associé au vilebrequin, ou un défaut d'injection. Un défaut d'injection sera par exemple détecté par le calculateur moteur lorsqu'un couple moteur correspondant à une quantité de carburant pourtant envoyée vers les injecteurs n'est pas réalisé par le moteur. Dans ce cas, on prévoit de couper le cylindre dont l'injection est défaillante. Le dysfonctionnement du double volant d'amortissement est détecté lorsque bien qu'il soit activé, le double volant amortisseur ne parvient pas à compenser des oscillations du régime moteur. Dans ce cas, on prévoit de désactiver un ou plusieurs cylindres dans la limite du nombre maximal de cylindres Nmax dont l'injection est autorisée à être coupée afin de réduire les oscillations du régime moteur pour éviter l'endommagement du double volant amortisseur.
  • En outre, de préférence, pour renforcer la sécurisation du système, la coupure de l'injection d'un des cylindres est autorisée uniquement si les critères de coupure suivants sont vérifiés:
    • le régime moteur Wm est supérieur à une valeur seuil V1 par exemple de l'ordre 1500 tours/min, dans la mesure où à bas régime il faut fournir du couple pour assurer le ralenti du véhicule,
    • le couple de consigne est inférieur à une valeur seuil V2 par exemple de l'ordre de 30N.m, et
    • il a été détecté que le pied du conducteur est levé et que le couple moteur a rejoint le couple de pertes moteur Cf.
  • Dans le cas du suivi d'un couple de consigne, la désactivation de la coupure sélective d'un cylindre est réalisée en fonction de l'évolution du couple de consigne Ce et donc de l'évolution de la volonté du conducteur via la pédale. En effet, si le couple de consigne Ce augmente, alors il n'est plus nécessaire de couper l'injection de cylindres. En outre, la désactivation de la coupure sélective est réalisée en fonction de l'évolution des besoins en couple du module 4 de gestion du freinage d'urgence et du module 5 de gestion de la boîte de vitesses.
  • On décrit ci-après, en référence avec la figure 4, un exemple de mise en oeuvre du procédé de coupure sélective des cylindres selon l'invention lors d'un suivi d'un couple de consigne Ce. Cette figure montre les évolutions en fonction du temps, du couple de consigne Ce, du couple moteur réalisé Cm, de l'avance à l'allumage AA, ainsi que l'état d'activation des cylindres dans la partie basse du diagramme (le nombre en ordonnées indique le nombre de cylindres dont l'injection a été coupée). Il a été également représenté en traits discontinus le couple moteur minimal CAAmin pouvant être atteint correspondant à une limite minimale AAmin de l'avance à l'allumage. Dans l'exemple, le nombre maximal Nmax de cylindres dont l'injection peut être coupée est égal à trois pour un véhicule comportant un moteur thermique à quatre cylindres.
  • On définit un rendement de consigne ηcons représentant la capacité à suivre la consigne de couple Ccons comme étant le rapport entre le couple de consigne Ce et le couple du moteur Cm, soit ηcons=Cc/Cm.
  • Plus précisément, au cours d'une phase P1, le couple consigne Ce diminue alors que les critères de coupure préalablement définis sont respectés. Afin que le couple moteur Cm réalise le couple de consigne Cc, l'avance à l'allumage AA diminue jusqu'à rejoindre sa limite minimale AAmin. Le couple moteur Cm diminue alors jusqu'au couple CAAmin pouvant être atteint en modifiant l'avance à l'allumage. La limite minimale de l'avance à l'allumage AAmin est définie par les contraintes du moteur et ne peut donc pas être modifiée. A l'instant où la borne minimale de l'avance à l'allumage AAmin est atteinte, l'injection d'un cylindre est coupée pour réduire le couple moteur minimal réalisable CAAmin. Cette réduction de couple minimal permet de remonter l'avance à l'allumage. En effet, cette augmentation de l'avance à l'allumage AA est telle qu'elle permet de compenser la perte de couple et donc la chute du rendement de consigne ηcons suite à la coupure de l'injection du cylindre.
  • Grâce à cette opération, l'avance à l'allumage AA peut alors de nouveau diminuer jusqu'à atteindre une nouvelle fois sa borne minimale AAmin. On coupera alors de nouveau l'injection d'un cylindre, ce qui permettra d'augmenter l'avance à l'allumage AA. Comme cela ressort clairement du diagramme, ces étapes sont répétées autant de fois qu'il y a de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée. Plus on coupera l'injection de cylindres, plus le couple réalisé Cm pourra être faible.
  • Au cours de la phase P2, le nombre maximum Nmax de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée est atteint. Etant donné que le couple de consigne Ce est supérieur au couple minimal pouvant être atteint CAAmin dans une configuration de fonctionnement du moteur à un cylindre, le couple moteur Cm peut encore suivre la consigne de couple Cc.
  • Au cours de la phase P3, le couple de consigne Ce continue de diminuer en dessous du couple CAAmin. Or, il n'est plus possible de suivre le couple de consigne Ce étant donné qu'il n'est pas possible de couper l'injection d'un cylindre supplémentaire et que l'avance à l'allumage AA est limitée par sa borne minimale AAmin. Le rendement ηcons chute. Cette situation de vie est dangereuse dans la mesure où le catalyseur se détériore si l'avance à l'allumage AA est maintenue pendant un temps trop long à son minimum. Dès que la consigne de couple Ce repasse au-dessus du minimum atteignable CAAmin, le couple moteur Cm peut alors suivre de nouveau le couple de consigne Ce de sorte que le rendement ηcons augmente.
  • Au cours de la phase P4, à l'inverse de la phase P1, quand le couple de consigne Ce augmente, on autorise de nouveau l'injection dans les cylindres dont l'injection a été précédemment coupée. Après chaque activation, le couple CAAmin correspondant à la limite minimale d'avance à l'allumage augmente, de sorte qu'il est possible de diminuer l'avance à l'allumage AA pour compenser l'augmentation de couple et donc la chute du rendement de consigne due au cylindre supplémentaire. Il est ensuite possible d'augmenter progressivement l'avance à l'allumage AA pour suivre la consigne de couple Ce jusqu'au nouveau couple CAAmin pouvant être réalisé avec un cylindre supplémentaire. Lorsque tous les cylindres seront activés, il sera possible de modifier uniquement l'avance à l'allumage AA pour suivre l'augmentation du couple de consigne Cc.
  • Il est clair que dans le cas où un autre problème sécuritaire est détecté sur le double volant amortisseur ou sur un injecteur, l'injection d'un ou plusieurs cylindres pourra être coupée avant que l'avance à l'allumage AA atteigne les niveaux attendus lors du suivi de consigne.
  • Bien entendu, l'homme du métier pourra apporter des modifications aux paramètres du procédé de gestion du couple moteur précédemment décrit sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi notamment, dans le cas où le module 4 de gestion du freinage d'urgence, tel qu'un système ESP (acronyme pour "Electronic Stability Program"), est défaillant ou absent, le nombre maximal de cylindres Nmax dont l'injection est autorisée à être coupée est déterminé uniquement à partir des valeurs retournées par le module 2 d'agrément de conduite et le module 5 de gestion de la boîte de vitesses. Par ailleurs, les valeurs seuils V1 et V2 pourront être adaptées en fonction de l'application.

Claims (8)

  1. Procédé de gestion d'un couple moteur (Cm) par coupure sélective de l'injection d'un ou plusieurs cylindres d'un moteur thermique à allumage commandé, comportant l'étape de déterminer un nombre maximal (Nmax) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée, caractérisé en ce que dès qu'au moins un problème sécuritaire est détecté parmi: l'atteinte d'une limite d'avance à l'injection, un défaut d'injection, ou un dysfonctionnement d'un double volant moteur, le procédé comporte en outre l'étape de réaliser une coupure de l'injection d'un des cylindres, cette étape de coupure de l'injection d'un des cylindres étant susceptible d'être répétée dans la limite du nombre maximal (Nmax) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée déterminé en fonction de besoins en couple d'un module (3) d'agrément du véhicule, d'un module (4) de gestion du freinage d'urgence et d'un module (5) de gestion de la boîte de vitesses, dans lequel :
    - le module (3) d'agrément de conduite détermine en rapport établi un premier nombre (N1) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en fonction d'un régime moteur (Wm) et d'un couple maximum (Cmax) réalisable par le moteur,
    - le module (4) de gestion du freinage d'urgence détermine par calibration un deuxième nombre (N2) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en fonction de la charge (Ch) et du régime moteur (Wm),
    - le module (5) de gestion de la boîte de vitesses détermine par calibration un troisième nombre (N3) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée en changement de rapport et en régulation de régime du moteur thermique,
    - le nombre maximal (Nmax) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée étant déterminé à partir des nombres de cylindres (N1-N3) fournis par les différents modules (3-5) en fonction d'un ordre de priorité attribué aux différents modules (3-5).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cadre d'un suivi d'une chute d'un couple de consigne (Cc), il comporte l'étape de réduire l'avance à l'allumage (AA) jusqu'à atteindre la limite d'avance à l'allumage (AAmin) puis à augmenter l'avance à l'allumage (AA) après que l'injection d'un cylindre ait été coupée de manière à compenser une perte de couple due à la coupure de l'injection dudit cylindre pour ensuite diminuer de nouveau l'avance à l'allumage (AA) jusqu'à la limite d'avance à l'allumage.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le nombre maximal (Nmax) de cylindres dont l'injection est autorisée à être coupée est limité au nombre de cylindres du moteur thermique moins un.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ordre de priorité est attribué par ordre croissant au module (3) d'agrément de conduite, au module (4) de gestion du freinage d'urgence, et au module (5) de gestion de la boîte de vitesses.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la coupure de l'injection d'un des cylindres est autorisée si des critères de coupure suivants sont vérifiés:
    - un régime moteur (Wm) est supérieur à une valeur seuil (V1),
    - un couple de consigne (Cc) est inférieur à une valeur seuil (V2), et
    - il a été détecté que le pied du conducteur est levé et que le couple moteur (Cm) a rejoint un couple de pertes moteur (Cf).
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur seuil (V1) du régime moteur (Wm) est de l'ordre de 1500 tours/min.
  7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur seuil (V2) du couple de consigne (Cc) est de l'ordre de 30 N.m.
  8. Véhicule automobile équipé d'un moteur thermique à allumage commandé comprenant au moins deux cylindres et dont l'injection d'au moins un cylindre peut être sélectivement coupée, et d'un calculateur moteur ayant les moyens de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.
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